DE2427509C2 - Herstellungsverfahren für kunststoffbeschichtete Ionisierungselektroden - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung korrosionsgeschützter, spitzenbesetzter Ionisierungselektroden für elektrostatische Staubabscheider.

Es ist bekannt, Elektroden für Staubabscheider mit einer Schutzschicht zur Verhinderung von Korrosion zu überziehen. So sind beispielsweise aus der DE-PS 3 68 519, der DE-OS 19 33 506, der GB-PS 3 19 217, der GB-PS 9 13 212 und dem DE-GM 17 77 634 elektrisch nicht leitende, korrosionsbeständige Beschichtungen für die an Hochspannung liegenden Elektroden bekanntgeworden. Derartige Schutzschichten sind für Sprühelektroden, die nicht nur zur Aufrechterhaltung eines elektrischen Feldes, sondern auch zur Abgabe von Elektronen bestimmt sind, nicht geeignet, weil sie den Elektronenstrom behindern und dadurch zu einer Beeinträchtigung der Abscheideleistung des Staubabscheiders, verglichen mit nichtisolierten, metallischen Sprühelektroden führen.

Außerdem ist es aus der DE-PS 5 57 185 bekannt, als Schutzüberzug für Elektroden einen elektrisch leitenden Lack, insbesondere einen graphithaltigen Lack zu verwenden. Hierbei tritt der vorgenannte Nachteil nicht in so starkem Maße auf, ist aber gegenüber metallisch blanken Sprühelektroden immer noch beachtlich.

Schließlich ist es bekannt, Sprühelektroden außer mit Lack, mit Hartgummi oder einem Phenolkondensationsprodukt zu überziehen und dabei die Kanten der Sprühelektroden unbeschichtet zu lassen. Hierfür ist ein sehr aufwendiges Herstellungsverfahren erforderlich, wenn einerseits ein wirksamer Korrosionsschutz erzielt werden soll und andererseits die Kanten in definiertem Umfang freibleiben müssen, um die Sprühwirkung nicht zu beeinträchtigen. Für spitzenbesetzte Sprühelektroden ist dieses Verfahren überhaupt nicht geeignet.

Im übrigen werden die bekanntgewordenen Schutzschichten insbesondere in Naßelektroabscheidern angewendet, in denen die Sprühelektroden abgespült und nicht durch Vibration, Rütteln oder Klopfen von Staubansätzen befreit werden. Beim Klopfen solcher Sprühelektroden besteht die Gefahr, daß die relativ spröden Schutzüberzüge durch die Schwingungen der Drähte rissig werden, so daß Feuchtigkeit oder korrosiv wirkende Gasbestandteile die Schutzschichten unterwandern und die metallischen Teile der Sprühelektroden angreifen können.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren anzugeben, mit dem spitzenbesetzte Sprühelektroden in einfacher, wirtschaftlicher Weise mit einer korrosionsbeständigen Beschichtung aus einem Material versehen werden können, das genügend elastisch ist, um Schwingungen der Drähte unbeschädigt, insbesondere in bezug auf Rißbildung, zu überstehen und die Nachteile einer beschleunigten Korrosion, vorzugsweise Spannungs- und Schwingungskorrosion in den metallischen Sprühdrähten zu verhindern. Weiterhin soll die Beschichtung so beschaffen sein, daß die Stromspannungskennlinie der beschichteten Elektroden gegenüber der metallischen Ionisierungselektrode, beispielsweise Sprühdraht oder Sprühband, nicht nennenswert verschlechtert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren gelöst, das dadurch gekennzeichnet ist, daß auf die lonisierungselektroden in an sich bekannter Weise durch elektrostatisches Aufsprühen oder durch Wirbelsintern pulverförmiges Polyamid 11 in einer Dicke von 100 bis 300 μπι, vorzugsweise 150 bis 250 μπι autgebracht und durch eine Wärmebehandlung zu einer -" zusammenhängenden Schicht verschmolzen wird und daß die Beschichtung an den Spitzen der lonisierungselektroden durch örtliche Wärmeentwicklung infolge Koronaentladung bei der Inbetriebnahme abgeschmolzen wird.

Es wurde überraschend gefunden, das Polyamid 11. das unter dem Handelsnamen »Rilsan« bekannt ist, sich besonders eignet, die oben beschriebenen Aufgaben zu lösen. Polyamid 11 hat einen Schmelzpunkt von etwa 185° C und kann deshalb bei Temperaturen nahe dem Schmelzpunkt nicht verwendet werden. Es ist jedoch geeignet, in elektrostatischen Staubabscheidern, beispielsweise in einem Zementwerk, eingesetzt zu werden. In Zementwerken befinden sich elektrostatische Staubabscheider hinter Öfen und Mühlen. Die heißen Ofen- und Mühlenabgase werden dabei meist durch Wassereindüsung und Verdampfung gekühlt. Dadurch wird die Gastemperatur abgesenkt und gleichzeitig die Gasfeuchte erhöht, so daß günstige Abscheidebedingungen für den Staub im elektrostatischen Staubabscheider vorliegen (»Zement-Kalk-Gips«, 23 (1970), Heft 3, Seite 106 bis 112). Diese elektrostatischen Staubscheider arbeiten trocken und haben meist lonisierungselektroden, die als Drähte oder Bänder ausgebildet sind und Spitzen aufweisen. Diese Spitzen sind bevorzugte Ionisierungspunkte mit hoher Stromdichte. Die lonisierungselektroden sind meist in sogenannte Sprührahmen parallel nebeneinander eingespannt. Die Rahmen mit den lonisierungselektroden müssen periodisch geklopft oder gerüttelt werden, um Staubansätze zu verhindern bzw. abzureinigen, die zu einer Unterdrückung des Ionisierungsstromes führen.

Neben der durch das Einspannen entstehenden Zugspannung, tritt in den Elektroden durch das Abklopfen eine überlagerte Schwingungsbeanspruchung auf. Weiterhin ist in den oben beschriebenen Anlagen in Abhängigkeit von den unterschiedlichen Betriebsbedingungen ein mehr oder weniger aggressives Medium vorhanden. Es kommt oft schon nach kurzer Zeit durch Spannungs- und Schwingungskorrosion zu Brüchen an den Elektroden. Solche Brüche treten bekanntlich auf, obwohl die rein mechanische Beanspruchung unterhalb der Dauerfestigkeit liegt, d. h. die auftretenden Spannungen werden von den Elektroden in inerter Umgebung einwandfrei aufgenommen.

Bei Dauerklopfversuchen konnten keine Risse oder Haarrisse in der Oberfläche der Polyamid 11-Schicht festgestellt werden, durch die eine Unterwanderung der Schicht und Korrosion an den lonisierungselektroden

hervorgerufen wird. Die Schicht war elastisch und glatt und zeigte kaum Staubansätze.

Als ausreichend erwiesen sich Schichten von 100 bis 300 μπι Dicke, die insbesondere von maximal 150 μπι Dicke durch elektrostatisches Aufsprühen von Polyamid 11 hergestellte Schichten und durch Wirbelsintern mit Polyamid 11 erzeugte Schichten von 250 μίτι Dicke. Dabei wird das aufgebrachte pulve 'ormige Material durch Wärmebehandlung verschmolzen.

Auch die elektrischen Verhältnisse während des ι Betriebes in einem elektrostatischen Staubabscheider, d. h. die ^iromaufnahme im Bereich der höchsten Spannungen (Arbeitsbereich eines elektrostatischen Staubabscheiders), bleiben praktisch unverändert gegenüber den metallischen Elektroden. Die aufgebrach- ; ten Polyamid 11-Schichten sind an den Spitzen der Elektroden dünner und werden erfindungsgemäß bei der Inbetriebnahme infolge der örtlichen Wärmeentwicklung der Koronaentladungen abgeschmolzen. Es sind also keine besonderen zusätzlichen Maßnahmen zu '' ergreifen, um die Spitzen freizulegen. Die beschichtete ionisierungselektrode verhält sich elektrisch weilgehend wie eine metallische Sprühelektrode mit einer sehr intensiven Sprühentladung an den Spitzen.

Es wurde beobachtet, daß zwischen den Spitzen einer j beschichteten Ionisierungselektrode keine zusätzlichen wandernden Koronasprühpunkte auftreten, wie es bei metallischen Elektroden weitgehend der Fall ist. Dies hat den Vorteil, daß die den einzelnen Glimmpunkten der Koronaentladung gegenüberliegenden Staubab- ;■ lagerungen auf der Niederschlagselektrode festgehalten werden. Ein Mitreißen des Staubes von der Niederschlagselektrodenfläche durch das vorbeiströmende Gas aufgrund wandernder Koronaglimmpunkte auf einer metallischen Sprühelektrode, wurde nicht mehr ; beobachtet.

Die Erfindung wird anhand dvr Figuren näher und beispielhaft beschrieben.

F i g. 1 zeigt eine kunststoffbeschichtete, spitzenbe-. setzte Sprühisonierungselektrode.

Fig. 2 zeigt die Stromspannungskennlinien von kunststoffbeschichteten lonisierungselektroden a. ο nach Fig. 1 im Vergleich zu unbeschichteten lonisierungselektroden.

" In Fig. 1 ist ein Teil einer mit Spitzen besetzten Ionisierungselektrode dargestellt. Sie ist als bandförmige Elektrode ausgebildet, bei der Sprühspitzen ausgestanzt sind. Sie ist normalerweise in parallelen Reihen in Sprührahmen eingespannt und zwischen den Nieder- > schlagselektroden einer Gasgasse eines elektrostatischen Staubabscheiders angeordnet. Eine solche metallische Ionisierungselektrode wurde einmal mit einer Schicht mit 150 μηΊ Polyamid 11 (Rilsan) elektrostatisch beschichtet und eine weitere Elektrode mit einer ■ Schicht von 250 μίτι Polyamid 11 durch Wirbelsintern beschichtet.

/n einer Versuchsanordnung wurden die drei Jonisierungselektroden zwischen Niederschlagselektroden getestet und dabei die Stromspannungskennlinie ermitielt. In Fig. 2 sind die Ergebnisse dargestellt. Die mit a bezeichnete Isonisierungselektrode wies eine Polyamid 11-Schicht von 150 μιτι auf und die mit b bezeichnete Ionisierungselektrode eine solche von 250 μίτι. Überraschenderweise waren die Unterschiede der lonisierungselektroden bei höheren Spannungen, d. h. im Arbeitsbereich eines elektrostatischen Staubabscheiders so gering, daß sie praktisch mit der Stromspannungskennlinie der metallischen Sprühelektrode zusammenfielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Herstellung korrosionsgeschützer, spitzenbesetzter lonisierungselektroden für elektrostatische Staubabscheider, dadurch gekennzeichnet, daß auf die lonisierungselektroden in an sich bekannter Weise durch elektrostatisches Aufsprühen oder durch Wirbelsintern pulverförmiges Polyamid 11 in einer Dicke von 100 bis 300 μιη, vorzugsweise 150 bis 250 μπι aufgebracht und durch eine Wärmebehandlung zu einer zusammenhängenden Schicht verschmolzen wird und daß die Beschichtung an den Spitzen der Ionisierungselektroden durch örtliche Wärmeentwicklung infolge Koronaentladung bei der Inbetriebnahme abgeschmoizen wird.